СУТНІСТЬЖИТТЯ, ВЛАСТИВОСТІ І РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИВОГО
Питання про сутність життя єодним з давніх питань в біології, оскільки інтерес до нього сходить ще доантичним століттям. Що давалися в різні часи визначення життя не могли бутивичерпними через відсутність достатніх даних. Лише розвиток молекулярноїбіології призвело до нового розуміння сутності життя, визначенню властивостей живогоі вичлененню рівнів організації, живого.
Сутність ісубстрат життя
Загальним методологічним підходом дорозуміння сутності життя в даний час є розуміння життя в якостіпроцесу, кінцевим результатом якого є самовідновлення, що виявляєтьсяв самовідтворення. Все живе відбувається тільки з живого, а всякаорганізація, притаманна живому, виникає тільки з іншої подібної організації.Отже, сутність життя полягає в її самовідтворення, в основіякого лежить координація фізичних і хімічних явищ і якезабезпечується передачею генетичної інформації від поколінь до поколінь.Саме ця інформація забезпечує самовідтворення і саморегуляцію живихістот. Тому життя - це якісно особлива форма існування матерії,пов'язана з відтворенням. Явища життя являють собою форму рухуматерії, вищою в порівнянні з фізичною і хімічною формами йогоіснування.
Живе побудовано з тих же хімічнихелементів, що і неживе (кисень, водень, вуглець, азот, сірка, фосфор,натрій, калій, кальцій та інші елементи). У клітинах вони знаходяться у виглядіорганічних сполук. Однак організація і форма існування живого маєспецифічні особливості, що відрізняють живе від предметів неживої природи.
В якості субстрату життя увагузалучають нуклеїнові кислоти (ДНК і РНК) та білки. Нуклеїнові кислоти - цескладні хімічні сполуки, що містять вуглець, кисень, водень, азот тафосфор. ДНК є генетичним матеріалом клітин, визначає хімічнуспецифічність генів. Під контролем ДНК йде синтез білків, в якому беруть участьРНК.
Білки - це також складні хімічнісполуки, що містять вуглець, кисень, водень, азот, сірку, фосфор. Молекулибілків характеризуються великими розмірами, надзвичайною різноманітністю, якестворюється амінокислотами, з'єднаними в поліпептидних ланцюгах в різному порядку.Більшість клітинних білків представлено ферментами. Вони виступають також вролі структурних компонентів клітини. Кожна клітина містить сотні різнихбілків, причому клітини того чи іншого типу володіють білками, властивимитільки їм. Тому вміст клітин кожного типу характеризується певнимбілковим складом.
Ні нуклеїнові кислоти, ні білки вокремо не є субстратами життя. В даний час вважають, щосубстратом життя є нуклеопротеїди. Вони входять до складу ядра і цитоплазмиклітин тварин і рослин. З них побудовані хроматин (хромосоми) і рибосоми.Вони виявлені на протязі всього органічного світу - від вірусів до людини.Можна сказати, що немає живих систем, що не містять нуклеопротеїдів. Однакважливо підкреслити, що нуклеопротеїди є субстратом життя лише тоді,коли вони перебувають у клітці, функціонують і взаємодіють там. Поза клітин(Після виділення з клітин) вони є звичайними хімічними сполуками.Отже, життя є, головним чином, функція взаємодії нуклеїновихкислот і білків, а живим є те, що містить самовідтворюютьсямолекулярну систему у вигляді механізму відтворення нуклеїнових кислот ібілків.
На відміну від живого розрізняють поняттяВ«МертвеВ», під яким розуміють сукупність колись існували організмів,втратили механізм синтезу нуклеїнових кислот і білків, тобто здатність домолекулярному відтворенню. Наприклад, В«мертвимВ» є вапняк,утворений з залишків які жили колись організмів.
Нарешті, слід розрізняти В«неживеВ»,тобто ту частину матерії, яка має неорганічне (абіотичні)походження і нічим не пов'язана у своїй освіті та будові з живимиорганізмами. Наприклад, В«неживимВ» є вапняк, утворений знеорганічних вулканічних вапнякових відкладень. Нежива матерія на відмінувід живого не здатна підтримувати свою структурну організацію і використовуватидля цих цілей зовнішню енергію.
Обговорюючи молекули, що розглядаються вЯк субстрат життя, не можна не відзначити, що вони піддаються безперервнимперетворенням в часі і просторі. Досить сказати, що ферменти можутьперетворити будь субстрат в продукт реакції у винятково короткий час.Тому визначення нуклеопротеїдів як субстрат життя означаєвизнання останнього в якості дуже рухомий системи.
Як живе, так і неживе побудовані змолекул, які спочатку є неживими. Тим не менш, живе різковідрізняється від неживого. Причини цього глибокого розходження визначаютьсявластивостями живого, а молекули, що містяться в живих системах, називаютьбіомолекулами.
Властивостіживого
Для живого характерний ряд властивостей,які в сукупності В«роблятьВ» живе живим. Такими властивостями єсамовідтворення, специфічність організації, впорядкованість структури,цілісність і дискретність, ріст і розвиток, обмін речовин і енергії,спадковість і мінливість, подразливість, рух, внутрішня регуляція,специфічність взаємин із середовищем.
Самовідтворення (репродукція ). Ця властивість є найважливішимсеред всіх інших. Чудовою особливістю є те, щосамовідтворення тих чи інших організмів повторюється в незліченнихкількостях генерацій, причому генетична інформація про самовідтвореннязакодована в молекулах ДНК. Положення В«все живе походить тільки від живогоВ»означає, що життя виникла лише одного разу і що з тих пір початок живому даєтільки живе. На молекулярному рівні самовідтворення відбувається на основіматричного синтезу ДНК, яка програмує синтез білків, що визначаютьспецифіку організмів. На інших рівнях воно характеризується надзвичайнимрізноманітністю форм і механізмів, аж до утворення спеціалізованихстатевих клітин (чоловічих і жіночих). Найважливіше значення самовідтворенняполягає в тому, що воно підтримує існування видів, визначаєспецифіку біологічної форми руху матерії.
Специфічність організації . Вона характерна для будь-якихорганізмів, у результаті чого вони мають певну форму і розміри. Одиницеюорганізації (структури і функції) є клітка. У свою чергу клітиниспецифічно організовані в тканини, останні - в органи, а органи - у системиорганів. Організми не "розкидані" випадково в просторі. Вони специфічноорганізовані в популяції, а популяції специфічно організовані в біоценози.Останні разом з абіотичними факторами формують біогеоценози (екологічнісистеми), що є елементарними одиницями біосфери.
Упорядкованість структури . Для живого характерна не тількискладність хімічних сполук, з якого воно побудовано, але йвпорядкованість їх на молекулярному рівні, що приводить до утворення молекулярнихі надмолекулярних структур. Створення порядку з безладного руху молекул- Це найважливіша властивість живого, що виявляється на молекулярному рівні.Впорядкованість у просторі супроводжується впорядкованістю в часі. Ввідміну від неживих об'єктів впорядкованість структури живого відбувається за рахунокзовнішнього середовища. При цьому в середовищі рівень впорядкованості знижується.
Цілісність (безперервність) ідискретність (переривчастість). Життя цілісною і в той же час дискретна як в плані структури, так іфункції. Наприклад, субстрат життя цілісний, т. к. представлений нуклеопротеїдів,але в той же час дискретний, т. к. складається з нуклеїнової кислоти і білка.Нуклеїнові кислоти і білки є цілісними сполуками, однак теждискретні, складаючись з нуклеотидів і амінокислот (відповідно). Реплікаціямолекул ДНК є безперервним процесом, проте вона дискретна у просторіі в часі, тому що в ній беруть участь різні генетичні структури іферменти. Процес передачі спадкової інформації теж є безперервним,але він дискретний, т. к. складається з транскрипції і трансляції, які через низкувідмінностей між собою визначають переривчастість реалізації спадковоїінформації в просторі і в часі. Мітоз клітин також безперервний і одночасноперериваючи. Будь-який організм являє собою цілісну систему, але складається здискретних одини...
